CN102002956B - 开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法。其步骤是：边坡开挖后立即在断层出露区域喷射混凝土封闭开挖坡面；再采用自进锚杆和固结灌浆对边坡的出露断层或破碎岩体进行支护；然后在边坡出露断层区施作贴坡钢筋混凝土面板以对该区实行永久封闭，且在浇筑前预埋排水孔、系统锚杆、锚索的孔口管；最后进行排水孔、系统锚杆和预应力锚索的施工，最终实现对边坡断层出露区域由表及里的多层次全封闭加固。本发明可对断层出露范围宽、强度低、性状差、遇水易软化垮塌、锚索张拉时塑性变形大、预应力无法施加的开挖边坡进行加固，最大限度提高边坡的整体稳定性和加固效果。

Description

开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法

技术领域

本发明属于岩土加固工程技术领域，特别涉及一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法。 

背景技术

我国目前在建或即将建设的大型水电、铁路和公路等基础设施工程多位于高山峡谷地区，这些地区往往边坡高陡，岩体卸荷风化严重，且边坡内部常发育有断层、岩脉、卸荷裂隙等结构面，边坡开挖后断层等地质缺陷在开挖坡面出露，形成危岩体，严重影响开挖边坡的稳定与安全。 

在开挖边坡的加固工程中，喷锚支护、预应力锚索及框格梁-锚索等是常用的支护型式。其中，喷锚支护主要对边坡表层岩体进行加固，加固的深度不大；而预应力锚索或框格梁-锚索支护体系主要通过对锚索施加预应力以提高边坡浅层或深层岩体的承载能力，进而提高边坡的稳定性。然而，对于坡体结构复杂的高陡岩质边坡，当边坡开挖后断层及影响带大范围出露时，由于断层岩体软弱破碎、性状差、强度低、遇水易软化、雨季容易发生塌滑，将严重影响边坡的稳定与施工安全。采用传统的支护结构对开挖边坡断层出露区域进行加固时主要存在以下缺陷和不足： 

（1）采用传统的锚喷支护时，由于边坡断层出露区域岩体破碎，钻机钻设锚杆孔时容易塌孔、成孔困难，而且锚喷支护只能对边坡表层进行加固，加固的深度和范围有限。

（2）采用锚索或框格梁-锚索支护时，由于断层性状较差，锚索成孔、框格梁成槽难度大，并且由于锚索施工时间相对较长，边坡受施工扰动和降雨影响后易发生塌滑。 

（3）由于断层及影响带的岩体软弱破碎且强度低，锚索张拉时锚墩附近岩体易产生大变形或塑性破坏，使得锚索无法施加预应力，难以实现对边坡的加固。 

（4）由于断层岩体大多遇水易软化、泥化，传统的喷射混凝土较薄，只能保证施工期对开挖边坡的临时封闭；而坡面框格梁并不是封闭结构，不能防止降水渗入断层破碎带，因此，传统的支护结构形式难以保证边坡断层破碎带出露区域的长期稳定性。 

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的状况，提供一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，以保证开挖边坡在施工期和运行期的整体稳定与安全。 

本发明提出的一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，包括以下施工步骤： 

（1）    边坡开挖后，立即在断层出露部位喷射混凝土以封闭开挖坡面；

（2）    采用自进锚杆对边坡的出露断层或破碎岩体进行临时支护，同时利用自进锚杆对断层破碎带及其影响带进行固结灌浆加固；

（3）    在边坡出露断层区施作贴坡钢筋混凝土面板以对该区实行永久封闭，且在浇筑前预埋排水孔、系统锚杆、锚索的孔口管；

（4）    进行排水孔、系统锚杆和预应力锚索的施工，并在钢筋混凝土面板上浇筑锚索的锚墩，待钢筋混凝土面板达到强度要求后进行锚索张拉、锁定和保护。

作为本发明的优选措施有： 

上述喷射混凝土为素混凝土或纤维混凝土，其喷层厚度不小于5cm，并应将边坡表面小型凹坑填平，以方便后期面板混凝土施工。

上述自进锚杆为能对岩体进行固结灌浆的自进锚杆，且其间排距与灌浆扩散半径相对应。 

上述钢筋混凝土面板的浇筑范围大于断层破碎带及影响带外边界，且施工时分块分层浇筑、并对应设置有施工缝。 

上述系统锚杆采用全长粘结砂浆锚杆，其上设置有使其与钢筋混凝土面板结合为整体的锚垫板。 

上述预应力锚索穿过潜在滑动面锚固于稳定岩体中，其锚墩在钢筋混凝土面板上进行浇筑，以保证与面板结合良好。 

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

（1）本发明提供了一种采用喷射混凝土、自进锚杆与固结灌浆进行边坡初期支护，采用系统锚杆、预应力锚索、混凝土面板进行永久支护的多层次全封闭加固方法，可以保证开挖边坡在施工期和运行期的整体稳定与安全，为开挖边坡断层出露区域提供了一种有效的综合治理加固技术。

（2）在边坡表层进行喷射混凝土加固，可对边坡断层出露区域进行临时封闭、加固，避免其进一步受雨水渗透、冲蚀及工程活动的不利影响，提高开挖边坡在施工期的稳定性。 

（3）采用自进锚杆和固结灌浆对边坡断层出露区域进行初期支护，可提高岩体的整体性和强度，并解决断层软弱破碎岩体内成孔困难的问题，方便后期进行砂浆锚杆和锚索的钻孔施工。 

（4）采用贴坡钢筋混凝土面板对断层出露部位实行永久性全封闭加固，可以防止开挖边坡在降雨渗透作用下发生垮塌和破坏，同时在锚索张拉时可提供更大的地基抗力，可解决软弱岩体中边坡锚索锚固力不足、断层岩体塑性变形导致预应力损失较快等问题。 

附图说明

附图1为本发明实施例1的边坡剖面图。 

附图2为本发明实施例1的第一阶段施工示意图。 

附图3为本发明实施例1的第二阶段施工示意图。 

附图4为本发明实施例1的第三阶段施工示意图。 

附图5为本发明实施例1的钢筋混凝土浇筑平面布置示意图。 

附图6为本发明实施例1的第四阶段施工示意图。 

附图7为本发明实施例1的锚杆、锚索、排水孔等结构平面布置示意图。 

附图中：1——边坡开挖轮廓线，2——断层破碎带，3——边坡完整岩体，4——裂隙，5——喷射混凝土，6——自进锚杆，7——固结灌浆区，8——钢筋混凝土面板，9——系统锚杆，10——排水孔，11——预应力锚索，12——施工缝。

具体实施方式

下面结合本发明的具体实施方式对本发明作进一步的介绍。 

如图1所示，某高陡岩质边坡，边坡开挖后断层破碎带（2）出露，坡内还发育顺坡向卸荷裂隙以及反倾层面裂隙（4）。断层破碎带（2）顺坡出露宽度约6~10m，组成物质为碎裂岩、糜棱岩、角砾岩及少量断层泥。边坡开挖轮廓线（1）形成后，边坡稳定性差，可能发生沿断层向坡外的滑动垮塌破坏。 

针对边坡断层破碎带（2）出露区域，分4个阶段进行加固治理： 

第一阶段（如图2所示）：边坡开挖后，立即在断层出露区域喷射一层素混凝土（5），封闭开挖坡面，喷射混凝土（5）厚度为5cm，强度等级为C25。

第二阶段（如图3所示）：在坡面断层出露区域施作长度为8m的自进式锚杆（6），锚杆孔排距均为4m，锚杆外露70cm；同时，利用自进锚杆（6）进行固结灌浆，形成固结灌浆区（7）。固结灌浆采用纯压式，开灌水灰比为1:1 润滑管路，之后采用0.5:1 的水灰比灌注，灌浆压力不大于0.1MPa，采用全孔一段灌浆，灌浆水泥采用普通硅酸盐水泥。 

第三阶段（如图4、5所示）：在初步加固后的坡面上浇筑一层贴坡钢筋混凝土面板（8），面板厚度为80cm，采用双层配筋，采用直径28mm的Ⅱ级螺纹钢筋，钢筋布置间距为20cm×20cm，混凝土标号采用C25；浇筑前预埋排水孔（10）、系统锚杆（9）、预应力锚索（11）的PVC孔口管；混凝土分块分层浇筑，设置施工缝（12），并进行防水处理。 

第四阶段（如图5、6所示）：在面板混凝土（8）拆模后，通过预埋PVC管钻设排水孔（10）、系统锚杆（9）孔和锚索（11）孔；进行排水孔（10）、系统锚杆（9）和预应力锚索（11）的制作安装。系统锚杆（9）采用全长粘结砂浆锚杆，孔排距为4m；锚索（7）为100t拉力型预应力锚索，锚固于稳定岩体（3）中，锚墩在钢筋混凝土面板（5）上浇筑。面板混凝土及锚索灌浆体达到设计强度后，进行锚索的张拉固定，完成边坡的加固。 

Claims (4)

1.一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，其特征在于包括以下施工步骤：

(1)边坡开挖后，立即在断层出露部位喷射混凝土以封闭开挖坡面；

(2)采用自进锚杆对边坡的出露断层或破碎岩体进行临时支护，同时利用自进锚杆对断层破碎带及其影响带进行固结灌浆加固；

(3)在边坡出露断层区浇注一层贴坡钢筋混凝土面板以对该区实行永久封闭，且在浇筑前预埋排水孔、系统锚杆、锚索的孔口管；所述钢筋混凝土面板的浇筑范围大于断层破碎带及影响带外边界，且施工时分块分层浇筑、并相应的设有施工缝；

(4)进行排水孔、系统锚杆和预应力锚索的施工，预应力锚索穿过潜在滑动面锚固于稳定岩体中，其锚墩在钢筋混凝土面板上进行浇筑，待钢筋混凝土面板达到强度要求后进行锚索张拉、锁定和保护。

2.如权利要求1所述的一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，其特征在于：所述的喷射混凝土为素混凝土或纤维混凝土，其喷层厚度不小于5cm，并应将边坡表面小型凹坑填平。

3.如权利要求1或2所述的一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，其特征在于：所述的自进锚杆为可对岩体进行固结灌浆的自进锚杆，且其间排距与灌浆扩散半径相对应。

4.如权利要求1或2所述的一种开挖边坡断层出露区域的多层次全封闭加固方法，其特征在于：所述的系统锚杆为全长粘结砂浆锚杆，其上设置有使其与钢筋混凝土面板结合为整体的锚垫板。

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